JP2020037967A - 圧力制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ボディ、スプール弁、リテーナおよび弾性部材を組み立てる際の作業性が向上するとともに、スプール弁の配置を設計する際の自由度が高い圧力制御装置を提供する。【解決手段】圧力制御装置10は、スプール穴350を規定する壁部351に貫通した開口部36を有するボディ3と、スプール穴350内に変位可能に配置されたスプール弁5と、スプール穴350内のスプール弁5の軸方向一端側に配置された板状のリテーナ7と、スプール穴350内のスプール弁5とリテーナ7との間に配置された弾性部材6と、を備える。リテーナ7は、幅広部72と幅狭部73とを有する。開口部36は、リテーナ7の通過を許容する第1開口部361と、リテーナ7の通過を阻止する第2開口部362とを有する。【選択図】図3
Description
本発明は、圧力制御装置に関する。
自動車等の輸送機器には、変速機にオイルを供給することにより、変速機の駆動を制御するコントロールバルブ装置が搭載されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のコントロールバルブ装置は、オイルが通過する流路と流路に繋がるスプール穴とを有するバルブボディと、スプール穴に設けられ、流路の開閉を切り替えるスプール弁と、スプール弁とともにスプール弁に設けられ、流路が閉じる方向に向かってスプール弁を押し付けるコイルバネと、コイルバネの押し付け方向と反対側に配置されたリテーナと、を備えている。
また、特許文献1に記載のコントロールバルブ装置は、スプール穴を規定する壁部に、リテーナが差し込まれる貫通孔が設けられている。これにより、リテーナは、ボディに配置された状態となる。そして、リテーナが配置された状態のバルブボディに対して、リテーナが差し込まれる側から蓋体をネジ止めすることにより、リテーナが脱落するのが防止される。
特許文献1に記載のコントロールバルブ装置では、例えばコイルバネを交換する場合に、まず、蓋体をバルブボディに固定しているネジを外してから蓋体を外す。次いで、リテーナを貫通孔から引き抜いて、コイルバネをスプール弁から取り出す。これにより、コイルバネの交換に要する部材の分解が行われる。また、コイルバネの交換後のこれらの部材の組立作業は、前記と反対の作業により行われる。
一般的に、機械構造体の再組立には、組み立てられる部品点数ができる限り少ない方が好ましい。しかしながら、特許文献1に記載のコントロールバルブ装置では、上記の作業工程から分かるように、再組立時に組み立てられる部品点数が少ないとは言い難い。
また、特許文献1に記載のコントロールバルブ装置では、バルブボディからのリテーナの脱落を防止するために蓋体を要しており、その分、スプール弁の配置を設計する際、スプール弁の配置箇所に制限が生じる。
また、特許文献1に記載のコントロールバルブ装置では、バルブボディからのリテーナの脱落を防止するために蓋体を要しており、その分、スプール弁の配置を設計する際、スプール弁の配置箇所に制限が生じる。
本発明の目的は、ボディ、スプール弁、リテーナおよび弾性部材を組み立てる際の作業性が向上するとともに、スプール弁の配置を設計する際の自由度が高い圧力制御装置を提供することにある。
本発明の圧力制御装置の一つの態様は、流体が通過する流路と、該流路に繋がった柱状のスプール穴と、該スプール穴を規定する壁部に貫通した開口部とを有するボディと、前記スプール穴内に、軸方向に沿って変位可能に配置され、前記流路を開閉するスプール弁と、前記スプール穴内の前記スプール弁の軸方向一端側に配置された板状のリテーナと、前記スプール穴内の前記スプール弁と前記リテーナとの間に配置され、前記スプール弁を軸方向他端側に押し付け、かつ前記リテーナを軸方向一端側に押し付ける弾性部材と、を備え、前記リテーナは、前記弾性部材の軸方向一端部が接触するバネ座として機能する幅広部と、該幅広部から軸方向と直交する第1直交方向に延び、前記幅広部の幅より幅が狭い幅狭部とを有し、前記開口部は、前記幅広部の幅よりも軸方向と直交する第2直交方向の開口幅が大きく、前記リテーナの通過を許容する第1開口部と、該第1開口部の軸方向一端側に繋がり、前記幅広部の幅よりも前記第2直交方向の開口幅が小さく、前記リテーナの通過を阻止する第2開口部とを有する。
本発明の一つの態様によれば、ボディ、スプール弁、リテーナおよび弾性部材を組み立てる際の作業性が向上するとともに、スプール弁の配置を設計する際の自由度が高い。
以下、本発明の圧力制御装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。以下では、説明の便宜上、図1〜図5に示すように、互いに直交する3軸をX軸、Y軸およびZ軸とする。一例として、X軸とY軸を含むXY平面が水平となっており、Z軸が鉛直となっている。また、各方向の矢印が向いた方向を「正」、その反対方向を「負」と言う。なお、Z軸方向正側を「上」または「上方」、Z軸方向負側を「下」または「下方」と言うことがある。また、Y軸方向負側が「軸方向一端側」に相当し、Y軸方向正側が「軸方向他端側」に相当する。
図1に示す圧力制御装置10は、例えば自動車等の輸送機器に搭載され、輸送機器内の無段変速機に供給されるオイル(automatic transmission fluid:ATF)の圧力を制御することにより、無段変速機を駆動させる装置である。
なお、圧力制御装置10は、本実施形態ではオイルの圧力を制御する油圧制御装置に適用されているが、これに限定されない。圧力制御装置10を適用可能な装置としては、油圧制御装置の他に、例えば、水の圧力を制御する水圧制御装置、空気の圧力を制御する空圧制御装置等が挙げられる。この場合、圧力制御装置10内を通過するものは、オイル、水、空気等の流体があり、これらを総称して「流体Q」として、以下の説明を行う。
なお、圧力制御装置10は、本実施形態ではオイルの圧力を制御する油圧制御装置に適用されているが、これに限定されない。圧力制御装置10を適用可能な装置としては、油圧制御装置の他に、例えば、水の圧力を制御する水圧制御装置、空気の圧力を制御する空圧制御装置等が挙げられる。この場合、圧力制御装置10内を通過するものは、オイル、水、空気等の流体があり、これらを総称して「流体Q」として、以下の説明を行う。
圧力制御装置10は、ボディ3と、スプール弁5と、弾性部材6と、リテーナ7と、を備えている。
ボディ3は、板状をなすボディ本体30と、ボディ本体30上に筒状に突出した筒状部35とを有している。なお、ボディ3の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アルミニウム等の金属材料を用いることができる。ボディ3をアルミニウムで構成する場合には、ボディ3の製造に、例えば、ダイカストを用いるのが好ましい。
ボディ3は、板状をなすボディ本体30と、ボディ本体30上に筒状に突出した筒状部35とを有している。なお、ボディ3の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アルミニウム等の金属材料を用いることができる。ボディ3をアルミニウムで構成する場合には、ボディ3の製造に、例えば、ダイカストを用いるのが好ましい。
図1および図2に示すように、本実施形態では、ボディ本体30は、XY平面に沿って配置されている。
図3に示すように、ボディ本体30は、内部に流体Qが通過する流路33を有している。この流路33には、互いに交差する第1流路331および第2流路332が含まれている。流体Qは、第1流路331、第2流路332を順に通過する過程で、その通過方向が転換される。
図3に示すように、ボディ本体30は、内部に流体Qが通過する流路33を有している。この流路33には、互いに交差する第1流路331および第2流路332が含まれている。流体Qは、第1流路331、第2流路332を順に通過する過程で、その通過方向が転換される。
なお、図示は省略するが、ボディ3は、ボディ本体30のZ軸方向負側から流路33を覆う蓋体(セパレートプレート)を備えている。これにより、流体Qは、流路33を通過する際、流路33から漏出するのが防止される。また、流路33には、ソレノイドバルブを介して、オイルポンプと接続されているのが好ましい。
図1に示すように、ボディ本体30上には、筒状部35が配置されている。この筒状部35は、連結部38を介して、ボディ本体30と連結されている。図4および図5に示すように、本実施形態では、筒状部35は、円筒状をなし、その中心軸O35がY軸方向と平行に配置されている。
図3に示すように、筒状部35は、Y軸方向正側(軸方向他端側)で第1流路331と第2流路332との間に繋がったスプール穴350を規定する壁部351を有している。スプール穴350は、円柱状をなし、スプール弁5がY軸方向に変位可能に配置される。また、筒状部35のY軸方向負側では、大開口部352が開口している。
このように、ボディ3は、流体Qが通過する流路33と、流路33に繋がったスプール穴350を有している。そして、ボディ本体30により、流路33が規定され、筒状部35により、スプール穴350が規定されている。
スプール弁5は、流路33内の圧力に応じて、スプール穴350内をY軸方向に沿って変位することができる。そして、この変位により、流路33を開閉することができる。
スプール弁5は、流路33内の圧力に応じて、スプール穴350内をY軸方向に沿って変位することができる。そして、この変位により、流路33を開閉することができる。
スプール弁5は、外径がY軸方向に沿って変化した円柱状をなす。本実施形態では、スプール弁5は、Y軸方向正側の外径が最大の大径部51と、Y軸方向負側(軸方向一端側)の外径が最小の小径部52と、大径部51と小径部52との間の外径が中間の大きさの中間部53とを有している。また、中間部53は、小径部52側に向かって外径が漸減したテーパ状をなすテーパ部531を有している。
図3に示す状態では、大径部51が第1流路331と第2流路332との間に位置している。これにより、第1流路331と第2流路332との間が遮断されて、流路33が閉状態となり、第1流路331から第2流路332への流体Qの通過が停止する。
一方、スプール弁5が図3に示す状態からY軸方向負側に変位した状態では、大径部51による第1流路331と第2流路332との間の遮断が解除される。これにより、流路33が開状態となり、よって、第1流路331から第2流路332への流体Qの通過が可能となる。
一方、スプール弁5が図3に示す状態からY軸方向負側に変位した状態では、大径部51による第1流路331と第2流路332との間の遮断が解除される。これにより、流路33が開状態となり、よって、第1流路331から第2流路332への流体Qの通過が可能となる。
なお、スプール弁5の形状は、円柱状に限定されず、角柱状であってもよい。この場合、スプール穴350もスプール弁5の形状と同様の角柱状をなす。
また、圧力制御装置10は、スプール穴350内でのスプール弁5の位置を検出する検出部を備えていてもよい。
また、圧力制御装置10は、スプール穴350内でのスプール弁5の位置を検出する検出部を備えていてもよい。
スプール穴350内には、スプール弁5のY軸方向負側に弾性部材6が配置されている。弾性部材6は、筒状部35の中心軸O35回りに螺旋状に巻かれたコイルバネで構成されている。弾性部材6は、Y軸方向正側でスプール弁5の大径部51に接触し、Y軸方向負側でリテーナ7に接触しており、これらの間で圧縮状態となっている。これにより、スプール弁5をY軸方向正側に向かって押し付けることができるとともに、リテーナ7をY軸方向負側に向かって押し付けることができる。以下、弾性部材6がスプール弁5をY軸方向正側に向かって押し付ける力を「力F6(+)」と言い、弾性部材6がリテーナ7をY軸方向負側に向かって押し付ける力を「力F6(−)」と言う(図3参照)。
スプール弁5には、力F6(+)の他に、第1流路331から流下してくる流体Qの力、すなわち、Y軸方向負側に向かう流体Qの力FQ(−)が作用する。力FQ(−)が力F6(+)を上回った場合には、スプール弁5は、Y方向正側に変位して、流路33を開状態とすることができる。これと反対に、力F6(+)が力FQ(−)を上回った場合には、スプール弁5は、Y方向負側に変位して、流路33を閉状態とすることができる。
また、弾性部材6には、スプール弁5の中間部53および小径部52が差し込まれている。これにより、弾性部材6は、内側の中間部53および小径部52と、外側の壁部351との間で支持されて、座屈するのが防止され、よって、安定して伸縮することができる。
図3に示すように、ボディ3は、筒状部35の壁部351を貫通する一対の開口部36を有している。これらの開口部36には、リテーナ7を連続して差し込むことができる。
リテーナ7は、スプール穴350内のスプール弁5のY軸方向負側に、弾性部材6を介して、配置されている。
リテーナ7は、スプール穴350内のスプール弁5のY軸方向負側に、弾性部材6を介して、配置されている。
リテーナ7は、厚さT7(図4参照)が均一の板状をなし、幅が最大の幅広部72と、幅広部72の幅より幅が狭い幅狭部73とを有している。
幅広部72は、弾性部材6のY軸方向負側の端部が接触するバネ座として機能する。
幅広部72は、弾性部材6のY軸方向負側の端部が接触するバネ座として機能する。
幅狭部73は、幅広部72からY軸方向と直交する第1直交方向α1に延びている。幅狭部73は、開口部36のY軸方向負側で、開口部36の縁部に接触している。リテーナ7は、弾性部材6でY軸方向負側に向かって押し付けられて、幅狭部73が開口部36の縁部に接触することにより、Y軸方向負側への移動限界が規制される。また、幅狭部73は、開口部36から突出している。これにより、例えばリテーナ7を開口部36から抜去する必要が生じた場合、幅狭部73を把持して、その抜去作業を容易に行うことができる。本実施形態では、幅狭部73は、幅広部72を介して互いに反対側に一対で配置されている。これにより、リテーナ7を開口部36に差し込んでボディ3とリテーナ7とを組み立てる際、一対の幅狭部73のうち、どちら側からでも開口部36に差し込むことができ、組立作業性が向上する。また、この組立後、リテーナ7は、各幅狭部73が各開口部36の縁部に接触することができ、よって、ボディ3に対して安定して設置される。
なお、幅広部72の幅W72と幅狭部73の幅W73とを所定の比率に設計し、幅広部72の第1直交方向α1に沿った長さとスプール穴350の直径とを所定の比率に設計することにより、開口部36の後述する第2開口部362からリテーナ7が不本意に脱落するのが防止される。
前述したように、筒状部35の壁部351には、リテーナ7が連続して差し込まれる一対の開口部36が設けられている。図4および図5に示すように、一対の開口部36は、中心軸O35を介して図中の左右両側に、すなわち、中心軸O35に関して対称的に配置されている。一対の開口部36は、配置箇所が異なること以外は同じ構成であるため、一方の開口部36について代表的に説明する。
図2に示すように、開口部36は、第1開口部361と、第1開口部361のY軸方向負側に繋がる第2開口部362とを有している。
第1開口部361は、Y軸方向と直交する第2直交方向α2に沿った開口幅W361が、幅広部72の幅W72よりも大きくなっている。また、図4に示すように、第1開口部361のY軸方向に沿った開口厚さT361は、リテーナ7の厚さT7よりも大きい。このような大きさの第1開口部361であれば、リテーナ7の通過が許容される。
第2開口部362は、第2直交方向α2に沿った開口幅W362が、幅広部72の幅W72よりも小さく、幅狭部73の幅W73よりは大きく設けられている。
図4に示すように、第2開口部362のY軸方向に沿った開口厚さT362は、リテーナ7の厚さT7よりも大きい。なお、開口厚さT362は、開口厚さT361と大きさが同じであるのが好ましいが、異なっていてもよい。
図4に示すように、第2開口部362のY軸方向に沿った開口厚さT362は、リテーナ7の厚さT7よりも大きい。なお、開口厚さT362は、開口厚さT361と大きさが同じであるのが好ましいが、異なっていてもよい。
このような大きさの第2開口部362により、第2開口部362に対するリテーナ7の通過を阻止することができる。
なお、本実施形態では、第2直交方向α2は、第1直交方向α1と直交する方向となっている。
なお、本実施形態では、第2直交方向α2は、第1直交方向α1と直交する方向となっている。
次に、ボディ3と、スプール弁5と、弾性部材6と、リテーナ7とを組み立てる過程について、図4および図5を参照しつつ説明する。
まず、図4に示すように、ボディ3の筒状部35内、すなわち、スプール穴350内に、スプール弁5を大径部51側から挿入し、さらに、弾性部材6を挿入した状態とする。
まず、図4に示すように、ボディ3の筒状部35内、すなわち、スプール穴350内に、スプール弁5を大径部51側から挿入し、さらに、弾性部材6を挿入した状態とする。
その後、弾性部材6をY軸方向正側に向かって押し込んで、弾性部材6が開口部36の第1開口部361をY軸方向正側に超えた状態とする。そして、この状態を維持したまま、一対の開口部36のうちの一方(図4中の左側)の開口部36の第1開口部361に、リテーナ7を差し込んでいく。前述したように、第1開口部361では、リテーナ7の通過が許容される。これにより、リテーナ7の差し込みを円滑に行うことができる。
そして、リテーナ7の差し込みをさらに進めていくと、他方(図4中の右側)の開口部36の第1開口部361からリテーナ7の幅狭部73が突出するとともに、幅広部72がスプール穴350内に位置する。このとき、一方の開口部36の第1開口部361でも、リテーナ7の幅狭部73が突出している。
次いで、弾性部材6をY軸方向正側に向かって押し込んでいた力を解除することにより、図5に示すように、リテーナ7には、弾性部材6からのF6(−)力が作用する。これにより、リテーナ7は、Y軸方向負側に向かって第2開口部362まで移動し、その移動限界である第2開口部362の縁部に接触する。また、このリテーナ7が第2開口部362に位置した状態で、各幅狭部73は、一部が各第2開口部362内に収容されており、幅広部72は、双方の第2開口部362の間に配置される。これにより、前述したように第2開口部362でのリテーナ7の通過が阻止され、よって、リテーナ7がボディ3から脱落するのが防止される。
なお、例えば弾性部材6を交換したい場合には、ボディ3と、スプール弁5と、弾性部材6と、リテーナ7と分解する必要があるが、この分解作業は、前記の組立作業と反対の作業を行うことにより可能である。
以上のように、圧力制御装置10では、開口幅W362が狭い第2開口部362にリテーナ7を配置させるという簡単な構成で、ボディ3からのリテーナ7の脱落を防止することができる。これにより、例えばリテーナ7の脱落防止用の部材を別途設けるのが省略され、よって、スプール弁5の配置を設計する際、脱落防止用部材の配置箇所等を考慮する必要がなくなり、設計の自由度が高まる。
また、脱落防止用部材を省略することができる分、ボディ3、スプール弁5、弾性部材6およびリテーナ7の組み立てに要する部品点数を削減することができる。これにより、当該組立を迅速に行うことができ、よって、組立作業性が向上する。
また、圧力制御装置10では、一対の開口部36のうちの一方の開口部36は、組立時にリテーナ7が挿入される組立挿入口として機能する。他方の開口部36は、第2開口部362に位置するリテーナ7のY軸方向負側への移動を規制する、すなわち、開口部36への挿入後のリテーナ7の位置を規制する規制部37として機能する。なお、前記一方の開口部36も、規制部37として機能することができる。このような規制部37により、リテーナ7がボディ3に安定して設置される。
なお、前記他方の開口部36である規制部37は、壁部351を貫通した開口部36に限らず、壁部351を貫通しない凹部であってもよい。
この場合、リテーナ7は、規制部37側の幅狭部73が規制部37に引っ掛かることとなる。また、この場合、規制部37側の幅狭部73を省略して、幅広部72の縁部が規制部37に引っ掛かるようにもすることができる。
この場合、リテーナ7は、規制部37側の幅狭部73が規制部37に引っ掛かることとなる。また、この場合、規制部37側の幅狭部73を省略して、幅広部72の縁部が規制部37に引っ掛かるようにもすることができる。
以上、本発明の圧力制御装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、圧力制御装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
10 圧力制御装置
3 ボディ
30 ボディ本体
33 流路
331 第1流路
332 第2流路
35 筒状部
350 スプール穴
351 壁部
352 大開口部
36 開口部
361 第1開口部
362 第2開口部
37 規制部
38 連結部
5 スプール弁
51 大径部
52 小径部
53 中間部
531 テーパ部
6 弾性部材
7 リテーナ
72 幅広部
73 幅狭部
F6(+) 力
F6(−) 力
FQ(−) 力
O35 中心軸
Q 流体
T361 開口厚さ
T7 厚さ
W361 開口幅
W362 開口幅
W72 幅
W73 幅
α1 第1直交方向
α2 第2直交方向
3 ボディ
30 ボディ本体
33 流路
331 第1流路
332 第2流路
35 筒状部
350 スプール穴
351 壁部
352 大開口部
36 開口部
361 第1開口部
362 第2開口部
37 規制部
38 連結部
5 スプール弁
51 大径部
52 小径部
53 中間部
531 テーパ部
6 弾性部材
7 リテーナ
72 幅広部
73 幅狭部
F6(+) 力
F6(−) 力
FQ(−) 力
O35 中心軸
Q 流体
T361 開口厚さ
T7 厚さ
W361 開口幅
W362 開口幅
W72 幅
W73 幅
α1 第1直交方向
α2 第2直交方向
Claims (6)
- 流体が通過する流路と、該流路に繋がった柱状のスプール穴と、該スプール穴を規定する壁部に貫通した開口部とを有するボディと、
前記スプール穴内に、軸方向に沿って変位可能に配置され、前記流路を開閉するスプール弁と、
前記スプール穴内の前記スプール弁の軸方向一端側に配置された板状のリテーナと、
前記スプール穴内の前記スプール弁と前記リテーナとの間に配置され、前記スプール弁を軸方向他端側に押し付け、かつ前記リテーナを軸方向一端側に押し付ける弾性部材と、を備え、
前記リテーナは、前記弾性部材の軸方向一端部が接触するバネ座として機能する幅広部と、該幅広部から軸方向と直交する第1直交方向に延び、前記幅広部の幅より幅が狭い幅狭部とを有し、
前記開口部は、前記幅広部の幅よりも軸方向と直交する第2直交方向の開口幅が大きく、前記リテーナの通過を許容する第1開口部と、該第1開口部の軸方向一端側に繋がり、前記幅広部の幅よりも前記第2直交方向の開口幅が小さく、前記リテーナの通過を阻止する第2開口部とを有することを特徴とする圧力制御装置。 - 前記リテーナが前記第2開口部に位置した状態で、前記幅狭部は、前記第2開口部内に収容されている請求項1に記載の圧力制御装置。
- 前記壁部は、前記第2開口部に位置する前記リテーナの軸方向一端側への移動を規制する規制部を有する請求項1または2に記載の圧力制御装置。
- 前記幅狭部は、前記幅広部を介して互いに反対側に一対で配置されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧力制御装置。
- 前記壁部は、前記第2開口部に位置する前記リテーナの軸方向一端側への移動を規制する規制部を有し、
該規制部は、前記壁部の中心軸を介して前記第2開口部と反対側で貫通し、一方の前記幅狭部が収容される開口部である請求項4に記載の圧力制御装置。 - 前記ボディは、前記流路を規定するボディ本体と、該ボディ本体から前記壁部が筒状をなして突出した筒状部とを有する請求項1〜5のいずれか1項に記載の圧力制御装置。
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US16/558,320 US11028934B2 (en) | 2018-09-03 | 2019-09-03 | Pressure control apparatus |
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JP2018164726A JP2020037967A (ja) | 2018-09-03 | 2018-09-03 | 圧力制御装置 |
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---|---|---|---|
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US6796546B2 (en) * | 2002-06-26 | 2004-09-28 | General Motors Corporation | Valve assembly |
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